Система впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания

О П И .,А; Н И.Е ц 458139И 3 О Б Р-Е ТЧ: НИЯ-К ПАТЕНТУ Саюэ Советских Социалистических Республик(61) Зависимый от патента(ЗЗ) СШАОпубликовано 25.01.75. Бюллетень3 1) 10189 Государственный комитет авета Министров СССР по делам изобретений и открытийата опубликования описания 04.03,7 72) Автор изобретения нец(Инди Иностр анна зе Бендикс К(71) Заявител СТЕМА ВПРЫСКА ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Предложенная личается от изве устройства упра способлением, а нен в виде блок пульс на вход к прекращающего стве выходных ля и устройства система впрыска топлива отстных тем, что переключатель вления связан с пусковым приимпульсный генератор выпола сравнения, подающего имоммутирующего устройства и подачу импульса при равен- напряжений от преобразоватеуправления. Изобретение относится к области двигателестроения и касается систем впрыска топлива,Известны системы впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащие размещенные на впускном трубопроводе электромагнитные форсунки с электронной схемой управления, имеющей пусковое приспособление, связанное с валом двигателя, импульсный генератор, ко входу которого подключен преобразователь с датчиком разрежения во впускном трубопроводе и устройство управления по меньшей мере с одним накопительным конденсатором, соединенным для последовательного подключения через переключатель с двумя источниками зарядного тока различного напряжения, и коммутирующее устройство, выход которого соединен с обмотками форсунок, а вход - с импульсным генератором. Напряжение на конденсаторе при питании от первого источника может возрастать линейно, но не выше заданной величины, после которой остается постоянным, а при питании от второго источника - возрастает линейно и непрерывно. Подключение первого источника к накопительному кочденсатору происходит синхронно с передним фронтом импульса от пускового приспособления, а отключение - синхронно с задним фронтом импульса, и подключение второго источника тока - синхронно с задним фронтом импульса от пускового приспособления, а отключение - синхронно с передним фронтом импульса.Для обеспечения запаздывания подключения конденсатора к первому источнику тока на заданный период времени между пусковым приспособлением и устройством управления включен блок задержки.Все это позволяет оптимизировать длительность открытия форсунок на всех режимах работы двигателя.На фиг. 1 приведена блок-схема предложенной системы впрыска топлива для двигатель внутреннего сгорания; на фиг. 2 - блок-схема электронной схемы управления; на фиг. 3 - графики токов в различных точках электронной схемы управления; на фиг, 4 - график то3ков, подаваемых в блок сравнения устройства от устройства управления при различных оборотах двигателя и постоянном давлении во впускном трубопроводе; на фиг. 5 - график сравнения выходных импульсов блока сравнения; на фиг. 6 - электрическая схема электронной схемы управления.Система впрыска топлива для двигателя 1 внутреннего сгорания содержит электромагнитные форсунки 2, соединенные с выходом электронной схемы 3 управления, снабженной пусковым приспособлением 4, связанным с коленчатым валом двигателя, и преобразователь 5, соединенный с датчиком разрежения во впускном трубопроводе двигателя 1. Пусковое приспособление 4 и датчик разрежения могут иметь один или несколько чувствительных элементов, которые реагируют соответственно на угол поворота коленчатого вала двигателя 1 и на давление во впускном трубопроводе.Электромагнитные форсунки 2 установлены на впускном трубопроводе вблизи впускных клапанов (не показаны). Топливо под давлением подводится ко всем форсункам, так что при подаче импульса от электронной схемы управления 3 к форсункам 2 последние открываются, и топливо впрыскивается в цилиндр двигателя 1. Форсунки 2 могут быть разбиты на две группы, в каждой из которых они открываются одновременно. В группу может входить одна или несколько форсунок. Такое выполнение рекомендуется для двухтактного двигателя.Электронная схема управления (см. фиг. 2) содержит, кроме пускового приспособления 4 и преобразователя 5, генератор 6 отпирающих импульсов, импульсный генератор, выполненный в виде блока сравнения 7, ко входу которого подключен преобразователь 5 и устройство управления 8, снабженное блоком 9 источников зарядного тока, переключателем 10, блоком 11 конденсаторов и блоком задержки 12, и коммутирующее устройство 13, входы которого связаны с генератором 6 отпирающих импульсов 6 и блоком сравнения 7, а выход - с обмотками форсунок.Генератор 6 отпирающих импульсов выдает синхронно с оборотами коленчатого вала двигателя импульсов ТЙ и Тйг Импульсы в электронной схеме управления, соответствующие первому импульсу ТВ обозначены тонкими линиями, а второму - жирными.Блок источников зарядного тока имеет два источника постоянного тока, выдающих токи 1 и 1 через переключатель 10 к блоку 11 конденсаторов, при этом второй источник постоянного тока заряжает конденсаторы до более высокого напряжения, чем первый источник. Предпочтительно чтобы величина тока от второго источника превышала ток от первого источника.Генератор 6 отпирающих импульсов и блок 12 задержки подают импульсы ТЙ и Тй к переключателю 10, выход которого соединен с блоком 11 конденсаторов, имеющим конденса 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4торы С 1 и С 2. При импульсе Тй переключатель 10 обеспечивает подачу тока 1, на конденсатор С и тока 1, -- на конденсатор С 2.Импульсы задержки Р и Р от блока 12 обес.печивают задергкку подачу тока 1, в конденсаторы С 1 и С 2 в течение заданного периода времени. Выходные импульсы от блока 11 представляют собой импульсы напряжения, которые образуется на конденсаторах С 1 и С 2 в течение времени подачи токов 1 и 1. В течение периода времени Т 1, когда имеется отпирающий импульс ТЕ выходное напряжение от конденсатора С 2 будет функцией тока 1.В течение периода времени Т 2, когда имеется отпирающий импульс ТК напряжение на конденсаторе С 1 будет функцией тока 1, а напряжение на конденсаторе С 2 - функцией тока 1Устройство управления 8 получает напряжение с конденсаторов С 1 и С 2 и генерирует выходной импульс, который является напряжением конденсатора С 1 в течение периода Т 2, когда ток 1, подается на конденсатор С 1, и напряжением конденсатора С 2 - в течение периода Т 1, когда ток 1 подается на конденсатор С 2.Блок сравнения 7 получает напряжение каждого конденсатора в течение периодов Т 1 и Т 2 и сравнивает каждое напряжение с преобразователя 5 датчика разрежения впускного трубопровода. Затем блок сравнения 7 выдает импульсы с продолжительностью, являющейся функцией давления во впускном трубопроводе и скорости вращения коленчатого вала двигателя. Длительность выходных импульсов блока сравнения 7 изменяется при изменении давления во впускном трубопроводе или при изменении оборотов коленчатого вала.Коммутирующее устройство получает входные импульсы от блока сравнения и синхронизирует их подачу к обмоткам форсунок 2 с оборотами коленчатого вала.На фиг. 3 показаны графики импульсов в электронной схеме управления.Серии отпирающих импульсов р и 1 г содержат пусковые импульсы ТК и Тйь продолжительность которых изменяется в зависимости от оборотов коленчатого вала (или валика распределителя зажигания). При возрастании оборотов вала продолжительность импульсов ТК и Тй, уменьшается. Время одного оборота обозначено интервалом Р и равно сумме импульсов ТЙ) и ТК 2.Серии импульсов рз и р 4 содержат импульсы-задержки Р и Рг, подаваемые на вход переключателя 10, и синхронизируются с передним фронтом соответственно импульсов ТК, и Тй,. Таким образом частота повторения импульсов р, и р соответствует частоте повторения импульсов р и Р 2Серии импульсов р- и р представляет собой напряжения на конденсаторах С 1 и С 2 соот ветственно. В течение интервала времени Т 1 к конденсатору С 1 подается ток 1 а на кон денсатор С 2 - ток 1 . Однако импульс задержки обеспечивает запаздывание подачи тока 1 т на конденсатор С в течение заданного периода времени, Линия от точки 4 до точки 15 показывает напряжение па конденсаторе С 1, на который не подается никакого тока. Линия от точки 15 до точки 16 - напряжение на конденсаторе С 1 в течение зарядки его.током 1 т, Линия от точки 16 до точки 17 - напряжение на конденсаторе С 1, в течение времени, когда он полностью зарядился током 1,. В период времени Т 2 на конденсатор С подается ток 1 г, а на конденсатор С 2 - ток 1,. Напряжение на конденсаторе С за время подачи тока 1 г обозначено линией от точки 17 до точки 18.Соответственно напряжение на конденсаторе С 2 обозначено точками 19 - 23.Импульсы ри р,. между точками 16 - 17 и 21 - 22 имеют постоянный наклон для каждого периода Т и Т 2.При изменении импульсов р 5 и рб между точками 14 - 17 и 19 - 22 кривая напряжений меняется, а втежду точками 16 и 17 и 21 и 22 форма кривой остается постоянной независимо от длительности периодов Т 1 и Т 2.Серия импульсов р 7 и р 8 имеет частоту повторения, зависящую от серии импульсов рт и рг и в случае, когда давление во впускном трубопроводе постоянно, то их длительность изменяется с изменением оборотов коленчатого вала двигателя, Каждый импульс Вт, лУз, К 5, К 7, Г и так далее серии импульсов р 7 начинается с момента начала подачи тока 1 г на конденсатор С 2 и заканчивается, когда напряжение на последнем достигнет значения, например, в точке 24. Аналогично длительность импульсов тт г, К 4, 1 тб, тт, и так далее серии импульсов р 7 определяется началом подачи тока 1 г на конденсатор С 1 и кончается, когда напряжение достигает заданной величины, например, в точке 25, установленной блоком сравнения 7. Форма напряжения на конденсаторах С и С 2 выполнена такой, чтобы коррекция длительности импульсов р 7 и рв, а следовательно, и подача топлива происходила бы при требуемых сборота коленчатого вала двигателя.Импульсы "т - Р; имеют одинаковую длительность, поскольку величины напряжений в точках 24 и 25 одинаковы, а форма кривых р 7 и р 8 пе изтетляется. Импульсы таз и Уг иттеют длительность, отличную от предыдущих импульсов, хотя величины напряжений в точках 24 и 25 остались прежними, а форма кривых р 7 и р 8 изменилась. Это происходит потому, что начало подачи тока 1 г начинается с более низкого значения, чем в предыдущих импульсах.Таким образом, серии импульсов р 7 и р 8 не являются импульсами, имеютцими постоянные период и продолжительность, поскольку они зависят от оборотов двигателя.На фиг, 4 показан график токов, подаваемых в блок 7 сравнения от конденсаторов С 1 и С 2 и от преобразователя 5 в период времени Т 1+Т 2, равный времени одного оборота ко 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ленчатого вала двигателя. Этот график характерен для двухтактного двигателя за один оборот коленчатого вала, равный полному циклу его работы. График разделен на два равных периода Т и Т 2, как видно из кривой напряжения на конденсаторе, напряжение на конденсаторе С 1 при подаче тока 1 т растет до заданной величины, после которой остается постоянной. Однако момент отключения конденсатора С 1 от первого источника тока может изменяться и с этим изменяется величина напряжения, с которого началась подача тока 1, (см. штрих-пунктирные линии 11, 111, и 1 т 1),Таким образом, при постоянных токах 1, и 1 г и постоянном значении напряжения Р от преобразователя 5 форма кривой напряжения изменяется и изменяются длительности импульсов. Это происходит потому, что с изменением оборотов периоды времени Т и Т 2 уменьшаются, и конденсатор не успевает зарядиться до заданного значения при подаче тока 1,. Выходные импульсы блока сравнения имеют продолжительность, равную возрастанию тока от точки 17 до точки 25. Как видно из графика, импульс 1 Гто равен продолжительности импульса Ктт, так как величина напряжения кривых 1 и 11 в точке 7 и точке 25 одинакова. Однако, импульс Втг больше импульсов У,о и Ттт, так как начальное напряжение в точке 17 у кривой П меньше, чем у кривых 1 и 11, Таким же образом импульс Утг больше 7. Кривых от точек 17 до 18 может быть бесконечное множество, так же как и величин Р, подаваемых преобразователем 5 в зависимости от величины разрежения во впускном трубопроводе.На фиг, 5 сравниваются длительности импульсов Го, Гтт, Ктг и Кьт, изменяющиеся в зависимости от скорости двигателя,На фиг. 6 показана предпочтительная электрическая схема электронной схемы управления согласно фиг, 2. Аналогичные элементы показаны пчттктирньтмтл линиями и имеют одни и те же цифровые обозначения. Блок 9 источников зарядного тота имеет источник питания 26, транзисторы 27 тл 28 и сопротивления 29 - 34. Импулт.сы от транзисторов 27 и 28 являются соответственно токами 1 т и 1 г. Переключатель 10 имеет транзисторы 35 - 42, сопротивлсттия 43 - 50 и диоды 5 - 60. Токи т и 1 г подаются в переключатель 10 в коллекторы траттзттсторов 35 - 38. Токи 1 и 1 г коммутируются при подаче импульсов Тйт на базы транзисторов 36 и 37 через соответствующие сопоотивления 45 и 46, и при импульсах ТРг - на базы транзисторов 35 и 38 через сопротив. ления 43 и 44. Таким образом обеспечивается попеременная зарядка конденсаторов С и С 2.Блок конденсаторовсодержит конденсаторы С и С 2, заряжающиеся попеременно токами 1 и 1 г в соответствии с импульсами ТРт и ТРг. Устройство 8 управления имеет диоды 61 и 62, посылающие периодически сигналы в блок 7 сравнения, который содержит транзис торы 63, 64 и 65 и сопротивление 66, 67 и 68.Блок 7 получает импульсы от преобразователя 5 на базу транзистора 65, а импульсы от конденсаторов С 1 и С 2 - на базу транзистора 63. Импульсы от преобразователя 5 вызывает окончание выходных импульсов Ф при достижении напряжения Р. Выходные импульсы блока сравнения снимаются с общей точки сопротивлений 67 и 68 и через выход подаются в коммутирующее устройство 13.Таким образом, предложенная система обеспечивает,изменение продолжительности впрыска топлива электромагнитными форсунками в зависимости от давления во впускном трубопроводе и оборотов двигателя. Форсунки могут быть разбиты на несколько групп, а подбором токов 1, и У, обеспечивается регулирование подачи для различных двигателей внутреннего сгорания. Предмет изобретения1. Система впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащая размещенные на впускном трубопроводе электромагнитные форсунки с электронной схемой управления, имеющей пусковое приспособление, связанное с валом двигателя, импульсный генератор, ко входу которого подключены преобразователь с датчиком разрежения во впускном трубопроводе и устройство управления по меньшей мере с одним накопительным конденсатором, соединенным для последовательного подключения через переключатель с двумя источниками зарядного тока различного напряжения, и коммутирующее устройство, выход которого соединен с обмотками форсунок, а вход - с импульсным генератором, отлич аю щ а я с я тем, что, с целью оптимизации длительности открытия форсунок на всех режи мах работы двигателя, переключатель устройства управления связан с пусковым приспособлением, а импульсный генератор выполнен в виде блока сравнения, подающего импульс на вход коммутирующего устройства и прекра щающего подачу импульса при равенстве выходных напряжений от преобразователя и устройства управления.2, Система по п. 1, отличающаяся тем,что напряжение на конденсаторе при питании 15 от первого источника возрастает линейно, ноне выше заданной величины, после которой остается постоянным, а при питании от второго источника - возрастает линейно и непрерывно.20 3, Система по пп. 1 и 2, отличающаясятем, что подключение первого источника к накопительному конденсатору происходит синхронно с передним фронтом импульса от пускового приспособления, а отключение - син хронно с задним фронтом импульса, и подключение второго источника тока - синхронно с задним фронтом импульса от пускового приспособления, а отключение - синхронно с передним фронтом импульса.30 4. Система по пп. 1, 2 и 3, отличающаясяя тем, что, с целью обеспечения запаздывания подключения конденсатора к первому источнику тока на заданный период времени, между пусковым приспособлением и устройст вом управления включен блок задержки.458139 оставитель Л. Синайехред Т. Миронова Корректор Н. Стельмах дактор Е вцова Подписноев СССР аказ 749/14 нова, 2 Типография, пр. Изд,316 ИИПИ Государственного по делам изо Москва, )К, Тираж 648митета Совета Министений и открытийушская наб., д. 4/5